量子计算 · 2026年10月10日(周六)

arXiv 量子物理(quant-ph)。

arXiv quant-ph · physics.optics

Partial-coherence weak measurement of polarization qubits with a temporal pointer: theory and experiment

说明偏相干时间指针下偏振量子比特的弱测量:理论与实验

简介该论文研究用时间指针对偏振量子比特做弱测量,目的是表征弱值,并考虑指针只部分相干的情形。作者推导了后选择时间位移的闭式表达式,用参数ν(指针可见度)在非相干与理想相干两种极限之间插值。实验在庞加莱球三个主轴旋转对应的偏振态轨迹上进行,其中一种轨迹的弱值对相干性不敏感,另一种对不相干性敏感并可由单参数模型描述。

Shane P. Gervais, Lambert Giner

arXiv quant-ph

A complete classification of operator controllability for closed three-level quantum systems driven by a single control

说明单一控制驱动的封闭三能级量子系统算符可控性完整分类

简介本文研究由单一相干控制驱动的有限维封闭量子系统的算符可控性。作者证明了两条一般性的李代数结果:一是在加入受控能级移动后,系统可控性在何种条件下得以保持;二是一个基元素条件,满足时动力学李代数包含su(N),系统因而算符可控。结合已有的可控性条件,文章依据自由哈密顿量与相互作用哈密顿量的矩阵元,给出了所有三能级量子系统算符可控性的完整分类,并给出各情形下的充要条件。

Sergey Kuznetsov, Alexander Pechen

arXiv cond-mat.mtrl-sci · quant-ph

Spiral Edge States in Topological 2D Sb2Te3 Crystals

说明拓扑二维Sb2Te3晶体中的螺旋边缘态

简介本文研究了双晶及螺旋形二维Sb2Te3拓扑绝缘体晶体的边缘态导电特性。作者发现该结构在两条螺旋且打结的边缘导电通道中存在空间连续的边缘态,两通道通过一个拓扑缺陷相连。综合运用电子能量损失谱、磁力显微镜和载流子输运测量,研究者在螺旋结构中观测到0.155 eV处的一个特殊激发,与能隙内两个孤立态相关,且局域于晶体边缘。

Timothy Carlson, Daniel Lazega, Scott McGuire 等

arXiv quant-ph

Entanglement generation from degeneracy breaking of superradiant Liouvillian steady states by local operations

说明通过局域操作打破超辐射Liouvillian稳态简并来产生纠缠

简介本文研究超辐射中的多体纠缠问题。作者发现,通过引入通常被认为有害的非相干局域过程,可以在发射体之间产生高水平的纠缠。研究使用简并非厄米微扰理论,分析从少数发射体到热力学极限的稳态简并破缺,并指出在泵浦占主导时,布居会聚集到最大纠缠的最小赝自旋态,即多发射体单态。

Adam Burgess, Erik M. Gauger

arXiv quant-ph · math-ph · math.MP

Classical Communication Helps Single-Shot Quantum Compression

说明经典通信有助于单次量子压缩

简介该论文研究在量子压缩中,允许免费经典通信时能否降低单次压缩所需的量子资源。作者证明,在任意固定误差下,存在某些源在无辅助时压缩代价可以任意大,而借助经典通信,一个量子比特即可完成。对于独立同分布源,两种情况的一至三阶渐近项相同;在非格点谱的情况下,经典通信每个区块渐近节省 log2(e)−1 比特。

Omri Farber, Gilad Gour

arXiv quant-ph

Avoiding Defects within Heavy-Hexagon Architecture

说明避开重六边形架构中的缺陷量子比特

简介本文针对超导量子处理器中因制造和校准缺陷导致的量子比特故障问题,提出一种适用于连接度较低(2到3)的重六边形架构的缺陷规避方案。该方案用两个测量周期完成超稳定子所需的全部规范算符测量,比以往方法所需的四个周期更少。作者在IBM量子硬件上进行了实验验证,结果显示规避缺陷后,逻辑X和Z错误的每周期逻辑错误率均降低约10%。

Hansol Kim, Younghun Kwon

arXiv quant-ph · math.GR · math.RT

Clifford Invariants and Three-Copy Quantum Tests

说明克利福德不变量与三副本量子检验

简介本文对 n 个量子三能级系统(qutrit,n≥2)上克利福德表示的三次张量幂作了显式分析,将克利福德平均后的三副本张量归约为四个实参数。研究给出了这些参数的谱矩与立方不变量表示,并讨论了纯态情形、稳定子态的保真度界、3-设计判据以及用于稳定子检验和未知可观测量检验的副本与查询数界。

Xingya Fan, Yongzhi Luan

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Reducing Trust Cost in Quantum Application Development Using AI

说明借助AI降低量子应用开发中的信任成本

简介本文提出一种结合AI与形式化验证的量子应用开发方法,以减少人工核查生成电路是否正确实现目标计算所需的负担,即“信任成本”。该方法将实现拆分为数学规范、量子电路,以及证明两者一致性的对应定理及其证明,人工只需检查规范与定理陈述,证明部分交由机械检查。作者以随机粒子系统的时间演化为例给出了具体开发实现及结果。

Katsuhiro Endo

arXiv quant-ph

Scalability and performance metrics for boson sampling devices

说明玻色采样设备的可扩展性与性能指标

简介本文研究线性光学平台上玻色采样系统在光子损耗、模式失配和输入态误差等实际实验条件下的可扩展性理论上限。作者利用相空间准概率分布函数的非负性条件进行分析,并提出两个器件级指标:衡量设备可用容量的“玻色采样分数”,以及用于跨平台比较的“玻色采样体积”。

Dong-Gil Im, Chung-Hyun Lee, Joonsuk Huh 等

arXiv quant-ph

Exploring Dynamical Quantum Phase Transitions via the Dynamical Phase Accumulated at an Equilibrium Critical Point

说明通过平衡临界点处积累的动力学相位探索动力学量子相变

简介该论文研究在平衡临界点停留一段有限等待时间的两步线性淬火所产生的动力学量子相变。等待阶段会积累一个随等待时间变化的动力学相位,它直接反映临界谱结构。在横场伊辛链中,该相位使动力学量子相变的临界结构从单临界模式区域转变为多临界模式区域,并给出了两区域边界的解析与数值结果。

Han-Chuan Kou, Peng Li, Zhi-Han Zhang 等

arXiv quant-ph · cs.DC · math.OC

Entanglement-Capability-Aware Finite-Bond Circuit Cutting for Distributed Quantum Computing

说明面向分布式量子计算的纠缠能力感知有限键电路切割

简介该论文提出SACE框架,用于分布式量子计算中的电路切割与划分。它先用参数相关的纠缠能力代理和原生实现成本(EP-Cost)筛选划分方案,再在重构约束下用有限键MPS模拟比较候选方案。在小规模实验中,EP-Cost引导的选择与准概率分解开销高度相关,并在多组QFT与QAOA电路上改善了重构精度。

Weidong Liu, Qingqing Jiang, Yufu Liu 等

arXiv quant-ph

Sample-Size Scalability and Representation Sensitivity of Quantum Machine Learning Models for Higgs Boson Event Classification

说明用于希格斯玻色子事例分类的量子机器学习模型:样本规模与表示敏感性研究

简介本文研究量子支持向量机与变分量子分类器在希格斯玻色子信号与本底分类任务中的表现,数据来自ATLAS希格斯机器学习挑战的模拟事例。研究考察了训练样本量从250到4000的变化,并比较了主成分分析与自编码器两种降维表示的影响。结果显示,在较大训练样本量下,量子支持向量机优于变分量子分类器,但仍低于表现最好的经典分类器。

Shiksha Bhardwaj, Ankhi Roy

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Fast continuous ion transport through X-junctions with low motional excitation for QCCD architectures

说明用于QCCD架构的快速低运动激发离子X型结输运方法

简介本文提出一种离子阱量子计算中X型结(90度转弯)的离子输运波形设计方法,结合多射频赝势通道、多维捷径绝热动力学和约束直流电压优化。文中在实验中将单个171Yb+离子以14.6 m/s的平均速度在5微秒内完成90度转弯,连续50次往返后最终等效相干声子数保持在0.001以下。系统级评估显示单次执行周期中位时长约减少30%,输运时间占比由约70%降至55%。

Jie Xiao, Zhao Wang, Chenghong Zhu 等

arXiv quant-ph · math-ph · math.CO

Harmonic Reduction of Spin-Coupled Grover Walks on Hypercubes via Quantum Bernoulli Noises

说明基于量子伯努利噪声的超立方体自旋耦合Grover游走的调和约化

简介本文在量子伯努利噪声框架下研究超立方体上的自旋耦合Grover游走。作者找出由中心汉明层生成的、依赖奇偶性的调和子空间:偶数维时给出不动点子空间,奇数维时游走在调和子空间上约化为一个八维的显式动力学。利用对称群表示论刻画了相应的同构结构并确定约化谱,还给出了长时间概率行为,并表明所得态可能只占超立方体渐近可忽略的比例,却仍能张成其完整的汉明直径。

Ce Wang

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph

Quantum-Fisher-information-aware optimization yields a quantum reservoir advantage over tuned classical reservoirs

说明基于量子费舍尔信息优化的量子储层计算:优于经调优经典储层的量子优势

简介论文提出用量子费舍尔信息(QFI)度量优化量子储层计算机的量子参数,在相同读出成本下相比经典储层取得优势。在 Mackey-Glass 时间序列预测任务中,驱动的 Jaynes-Cummings 储层(1至3个原子)在4至30个训练权重的各规模下均优于调优后的回声状态网络,留出集误差低25%至69%。网格搜索与贝叶斯搜索饱和后,QFI 感知优化阶段进一步将误差降低29%至51%。

看点用量子费希尔信息优化量子储层计算,并与调参经典储层比较,给出在多规模下的误差优势与理论界限,具有新意且证据较扎实。

Phi Hung Nguyen, Daniel Soh

arXiv quant-ph · physics.chem-ph

Quadrature-detected zero-to-ultralow-field nuclear magnetic resonance

说明正交检测的零场至超低场核磁共振(QD ZULF NMR)

简介论文提出正交检测的零场至超低场核磁共振方法,用两个原子光泵磁力计分别探测样品振荡磁化强度的两个正交分量,再合成为正交信号。该方法能区分相对实验室坐标系的正负共振频率,从而确定旋磁比的符号,并比单轴检测降低谱峰密度与重叠。作者给出了热极化的[13C]-甲酸和[13C]-甲醇的实验J谱,并提供了描述该信号的理论框架。

Anne M. Fabricant, Florin Teleanu, Adam Ortmeier 等

arXiv quant-ph

Hyperpolarization-enabled cooperative molecular magnetic amplification

说明超极化分子的协同磁放大:利用超极化分子作为可调的主动磁介质,对弱磁场进行窄带放大。

简介研究者利用SABRE仲氢超极化技术,使液态分子中的标量耦合核自旋在零场下保持非平衡自旋有序,形成频率选择性的增益介质。通过将集体产生的磁场反馈给自旋,研究将磁化率提升至约80,并在阈值附近对3.37 Hz的20 pT弱磁场实现约四倍放大。

Jingyan Xu, Raphael Kircher, Min Jiang 等

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph

Exponential Quantum Advantage in Stationary Signal Sensing

说明平稳信号感知中的指数级量子优势:用纠缠探针在一次连续观测中学习信号的时间统计特性,所需时间可相对于局部无纠缠协议呈指数级缩短。

简介该论文研究如何用量子纠缠来学习平稳经典信号的时间统计特性。作者提出基于双模压缩探针与局部贝尔测量的纠缠辅助方案,在对数级压缩和多项式光子数下,可在多项式时间内达到逆多项式精度。作者还证明,任何局部且无辅助模的协议所需时间会随每个窗口中选取的时间模式数呈指数增长。

看点证明了纠缠辅助方案相对局部无纠缠协议在采集时间上的指数级优势,并给出匹配的下界,理论贡献突出。

Sojeong Park, Changhun Oh

arXiv quant-ph

The GHZ Game in Black and White

说明黑白之中的GHZ博弈:用实数形式实现三方非局域性证明

简介本文论证三方可以仅用标准实数值的misty态形式式赢得GHZ博弈,但每方需要两个球而非一个,共六个球。作者指出,用一个量子比特标记复数通常可行,但在非局域性证明中不能使用单一的全局标记比特,因为三方都需访问它而可能借此传递信息,因此需用可各自局部访问的三个球来替代。

Terry Rudolph, Tony Newton, Dan-Adrian German

arXiv cond-mat.stat-mech · quant-ph

Competitive scaling of small-subsystem-optimization heuristics for LABS

说明小子系统优化启发式方法在LABS问题上的竞争性缩放

简介论文研究低自相关二进制序列(LABS)问题,这是一个能量景观非常崎岖的组合优化问题。作者提出把系统分成若干与其余部分解耦的小子系统(每个含 n 个自旋)分别优化,实现全局优化。当 n=4 时,在 N=[27,60] 区间上时间缩放为 O(1.333^N),与直接优化全部 N 个自旋的现有经典和量子方法相比具有竞争力。

Ginger E. Lau, Adil A. Gangat

arXiv nucl-th · quant-ph

Separating entanglement at emission from femtoscopic correlations

说明区分发射时的纠缠与飞秒尺度关联

简介该论文研究了粒子对在发射时的自旋纠缠与在给定相对动量下选取的粒子对自旋纠缠之间的关系。作者指出,两个自旋为1/2的粒子在发射时即使处于可分离态,按相对动量选取后的自旋态仍可能是纠缠的。文中给出了一个与动量相关的可分离性判据,并以一对全同Λ超子为例,说明量子统计与末态相互作用会在低相对动量下对单态和三重态产生不同影响。

Isaac Vida\~na

arXiv quant-ph

Quantum Signal Processing Phase Factorization via Logarithmic Derivatives

说明基于对数导数的量子信号处理相位分解方法

简介本文针对量子信号处理中的相位因子计算问题,提出一种改进方法。原有稳定分解方法依赖 Prony 方法,本文改用相关多项式的对数导数,通过其傅里叶系数直接得到单位圆内根的幂和,再用牛顿—吉拉尔恒等式恢复多项式系数,无需求根。该算法复杂度为 O(d log² d),并在哈密顿量模拟等数值实验中给出误差约 10⁻¹² 的结果。

Christopher Peng

arXiv quant-ph

Below-threshold execution of fault-tolerant ripple-carry addition on a trapped-ion quantum computer

说明在离子阱量子计算机上低于阈值地运行容错波纹进位加法器

简介研究团队在 Quantinuum 的 Helios-1 离子阱量子计算机上部署了基于 [[8,3,2]] 和 [[4,2,2]] 错误检测码的通用容错量子计算架构,并执行处理至多五位经典输入的波纹进位加法器电路。通过撤销工作比特的“算法检查”并结合错误检测码,单比特加法在过滤突发错误后仅出现一次逻辑失败,估计逻辑失败率为 (6.0 ± 5.9) × 10⁻⁵,低于同一硬件上未编码单比特加法的 (3.5 ± 1.3) × 10⁻³。两位和三位加法器也有改善,而四位和五位加法器的执行结果仅略高于阈值。

Jacob S. Nelson, Andrew J. Landahl, and Andrew D. Baczewski

arXiv quant-ph · cs.IT · math.IT

Lifting an [n,k,d] Binary Linear Code to an [[n,k,d]] Quantum Stabilizer Code

说明将经典二进制线性码提升为量子稳定子码的研究

简介本文研究如何利用码字稳定子(CWS)框架,把任意 [n,k,d] 经典二进制线性码转化为 [[n,k,d]] 量子稳定子码。作者分析了由该经典码与 Erdős-Rényi 随机图 G(n,1/2) 构造的随机 CWS 码,给出其保持最小距离 d 的概率下界。由此得到一个类似 Gilbert-Varshamov 的参数条件,保证存在能使量子码保持相同 n、k、d 参数的图。

Thamadathil Aswanth, Navin Kashyap

arXiv quant-ph

Compass in the Mirror: Quantum Backpropagation with the Hopf Ansatz

说明镜中罗盘:基于 Hopf 构造的量子反向传播

简介论文提出一种用 Hopf 构造实现量子变分态梯度计算的方法。通过可编程的反射与分层记录,一组有限次测量即可同时提供梯度的全部分量,并给出所需执行次数的理论界。方法同时支持全局计算与分层检查点调度。

Ruge Lin, Ranyiliu Chen

arXiv hep-th · gr-qc · quant-ph

Semiclassical state on algebra of observables for de Sitter space and time reversal symmetry

说明de Sitter 空间可观测量代数上的半经典态与时间反演对称性

简介本文研究 de Sitter 静态patch全息中,把体内量子场与观察者的动态时钟耦合后得到的规范不变可观测量代数。作者引入重质量时钟态,证明在重时钟极限下,规范不变的修饰可观测量的多点关联函数能重现 de Sitter 时空中的体内量子场关联函数。文中还讨论了包含两种时钟方向的推广观察者哈密顿量,并给出时间反演对称的代数构造。

Muxin Han, Yichen Hu

arXiv cond-mat.quant-gas · physics.atom-ph · quant-ph

Experimental observation of Higgs oscillations and their power-law decay across pairing regimes in a cavity QED quantum simulator

说明量子模拟器中希格斯振荡及其在不同配对区间的幂律衰减的实验观测

简介该研究利用腔量子电动力学平台,以冷的非简并 87Rb 原子模拟费米超流体,在淬火后观测到与集体振幅(希格斯)模式相关的序参量瞬态振荡。结果显示,弱配对区振荡呈幂律衰减,指数 |α|=0.65(8);强配对区衰减明显更快,|α|>1。振荡频率由最小准粒子激发能决定。

Chitose Maruko, Haoqing Zhang, Eliot A. Bohr 等

★★★★☆ 值得关注
arXiv math-ph · cond-mat.str-el · hep-th

Categorifying Quantum Spin Systems

说明量子自旋系统的范畴化:用拓扑 n-网刻画局域性结构的同伦框架

简介作者提出一个同伦框架,用拓扑 n-网为 n 维空间中的局部区域分配结合单位代数,以刻画格点理论的局域性结构。该框架可自然地范畴化为高阶 Morita 范畴。论文还证明,(3+1) 维量子自旋系统的保局域性对称群与非退化辫范畴的完整 Witt 群同构,从而回答了 Haah 提出的问题。

看点将量子自旋系统的局域对称性群与非退化辛融合范畴的Witt群等同起来,回答了Haah提出的问题,属于较强的理论突破。

Matthew Yu

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph · cond-mat.str-el

An entangling Hubbard quasiparticle collider on a digital quantum processor

说明在数字量子处理器上的纠缠型哈伯德准粒子对撞机

简介该研究在 IBM 的 ibm_boston 量子处理器上实现了费米-哈伯德模型的准粒子散射实验:在 42 个量子比特编码的 21 格半填充链中,让一个双占据子与一个空穴子对撞。测得的透射概率与 Bethe-ansatz 散射矩阵一致,且无需自由参数。碰撞还通过透射与反射分量的叠加产生纠缠,并由粒子数涨落推断得出;作为对照,两个双占据子的碰撞则未显示这些特征。

看点首次在量子硬件上测量Hubbard准粒子的透射概率,并与Bethe-ansatz散射矩阵无自由参数地吻合,同时用粒子数涨落刻画纠缠生成,证据较充分。

Chan Bin Bark, Hanbyul Kim, Yoonil Koo 等

arXiv quant-ph · cond-mat.stat-mech

A Warped Born Rule Turns an Observer into a Maxwell's Demon

说明扭曲的玻恩规则让观测者变成麦克斯韦妖:量子气体在重复观测下的概率偏置研究

简介本文将标准玻恩规则替换为幂次扭曲的规则,研究多体量子系统在重复局域粒子观测下的后果。当参数b大于1时,偏置使气体趋于聚集成近乎冻结的构型,类似观测从封闭系统中提取熵;当b小于1时,长波涨落被抹除,形成超均匀气体。作者在一维量子气体中解析推导了这两种相,并用矩阵乘积态数值模拟加以印证。

Olumakinde Ogunnaike

arXiv quant-ph

A scalable sample-based quantum diagonalization solver for general Pauli-sum Hamiltonians

说明面向一般 Pauli 求和哈密顿量的可扩展样本量子对角化求解器

简介本文提出一种用于样本量子对角化(SQD)的可扩展基态求解器,基于 JAX 接口开发,面向 GPU 及多 GPU 高性能计算平台。该求解器可在最高 2^30 维子空间中进行对角化,并描述了通用特征求解器与 SQD 专用矩阵-向量运算两个主要组件。论文通过一个简单物理模型展示了其 GPU 显存效率,并观察到该特征求解器在多 GPU 环境中具有良好的强扩展性。

Yutaro Iiyama

★★★★★ 值得关注
arXiv quant-ph · cs.CC

Quantum Query Complexity of Maximum Degree and its Generalizations

说明最大度数问题的量子查询复杂度及其推广

简介本文研究若干基本图问题的量子查询复杂度。作者证明在 n 顶点竞赛图中寻找最大出度顶点需要 Θ(n^{3/2}) 的紧致界,并用同一思路直接证明无向图中寻找最大度顶点的下界也是 Θ(n^{3/2})。此外,文章给出最大 (k,n-k) 割问题的 O(n^{2-1/(k+1)}) 量子算法,并建立与 k 团碰撞问题的归约,对 k≥3 得到指数严格大于 3/2 的无条件下界。

看点证明了最大度与最大出度查询复杂度的紧界Θ(n^{3/2}),解决了一个公开猜想,并给出更难问题的新下界,证明严谨。

Amin Shiraz Gilani, Nikhil S. Mande, Subhasree Patro 等

arXiv quant-ph

Maximally antiflat fixed-particle-number fermionic states

说明固定粒子数费米子态的最大反平坦性

简介该论文研究纯粒子数守恒费米子态的最大反平坦性(antiflatness),即相对于协方差矩阵衡量非高斯结构的极端情形。作者证明固定粒子数下最大一阶反平坦性等价于单体约化密度矩阵完全平坦,并给出存在性分类及构造方法。论文还讨论了协方差层面之外的四点关联,并给出与二体约化密度矩阵纯度问题相关的连通四阶结构上界。

Rahul Gupta, Arya Haghighian, James D. Whitfield

arXiv quant-ph

An Annealing-based Quantum Neural Network with Discrete Wavelet Transforms for Enhanced Air Pollution Nowcasting

说明基于退火与离散小波变换的量子神经网络,用于提升空气污染短临预测

简介本文提出一种可扩展的混合框架,将变分量子电路与量子退火结合,用于预测英国城市细颗粒物(PM2.5)的变化。作者报告该量子神经网络在原始高熵环境数据上优于MLP和LSTM等经典基线模型,并将模型扩展到172个量子比特,结合小波分解后取得较好的预测效果。

Otto Menegasso Pires, Andr\'e Saimon, Daniela Herrmann 等

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph 有代码

Bicycle Race: small two-block codes on the Pareto frontier

说明Bicycle Race:帕累托前沿上的小型双块码

简介本文系统搜索了基于群代数的双块量子低密度奇偶校验码,在笔记本电脑上枚举约 1 亿个、最多 320 个量子比特的码。作者利用穷举结果给出若干确定性结论,并分析优质码的分布规律。部分码(如 [[186,20,18]])已被找到,所有码均已公开。

看点通过系统穷举两块群代码族,给出多个完备的最优性结论与新的好码,实质推进了小尺寸量子LDPC码的认识。

Gideon Lee

arXiv quant-ph · cs.IT · math.IT

GPU-Based Parallel BP Decoding for Quantum LDPC Memory

说明用于量子LDPC存储器的GPU并行BP译码

简介本文扩展了BP-SF译码器(一种基于振荡引导的置信传播译码方法,带独立的校验翻转尝试),加入了分窗与流式处理,并在CUDA上实现。在[[144,12,12]]双变量自行车码(物理错误率p=0.002)的电路级仿真中,并行BP-SF相较八链Relay-BP GPU基线,将99.9百分位调用延迟降低13.15倍。分窗版本在512轮内逻辑错误率保持平稳,相比整体译码实现17.1倍加速。

Ming Wang, Yanbo Zhao, Ang Li 等

★★★★☆ 值得关注
arXiv quant-ph

No advantage from classical assistance for energy-constrained bosonic dephasing channels

说明能量受限玻色子退相位信道中经典辅助不带来优势

简介该论文证明,在平均光子数约束下,单模玻色子退相位信道的四种容量相同,包括无辅助量子容量、无辅助私有容量,以及双向经典辅助的量子容量和私有容量。即使允许双方在信道使用之间交换经典消息并依据结果调整后续输入,结论依然成立。对每个有限的约束值,这一共同数值等于在满足约束的Fock对角输入态上优化的相干信息。

看点证明单模玻色子退相干信道四种容量在能量约束下相等,并给出链式法则证明,属于理论上的显著推进,但影响范围限于子领域。

Amir Arqand, Graeme Smith

arXiv quant-ph

Enhanced analogue quantum computation with a logically-encoded XX gadget

说明利用逻辑编码的XX组件增强模拟量子计算

简介本文提出一种名为“桁架组件”(truss gadget)的精确构造,仅用单体X、Z场和超导量子退火器上易于实现的双体ZZ相互作用,就能生成双体XX相互作用。作者在离子阱量子处理器上验证了该构造能复现目标XX哈密顿量的动力学。随后将其用于超导量子退火器上加权最大独立集问题的示例,经验性地发现,相比不含XX相互作用的实现,找到接近基态状态的概率约提高了千倍。

Robert J. Banks, Natasha Feinstein, Roopayan Ghosh 等

arXiv quant-ph · cs.AR · cs.ET

A Hardware-Native Trapped-Ion Hybrid Qudit-Oscillator Instruction Set

说明基于囚禁离子的硬件原生混合量子比特-振子指令集

简介本文提出一种面向囚禁离子处理器的硬件原生混合 qudit-振子指令集,用离子内部的多能级结构代替增加离子数量来扩展计算空间。作者证明其中三类原生操作足以实现单个 qudit 与多个振子模式的通用性,加入离子间纠缠操作后可扩展到多 qudit 寄存器。文中以开源框架 HybridLane 实现,并以三色团复合体的振动电子动力学为例,在 40Ca+ qudit 处理器的时序模型下,每个 Trotter 步预计约快十倍,与已发表参考结果的平均 RMSE 约为 1.1%。

Masoud Hakimi Heris, Yuan Liu, Frank Mueller

arXiv cs.LG · cs.CL · quant-ph

QTestBench: A Test Framework for Evaluating LLM-Generated Quantum Code

说明QTestBench:评估大模型生成量子代码测试的框架

简介该论文提出QTestBench框架,用于评估大语言模型为量子程序生成的测试套件质量。框架让模型生成语法、语义和行为测试,并将测试结果与独立的基准检查器标签比较。在QHack与Qiskit HumanEval任务上的实验显示,生成的测试几乎都能运行,但区分正确与错误实现的能力明显不足,因此仅可执行性会高估测试质量。

Meriem Terki, Nouhaila Innan, Minghao Shao 等

arXiv quant-ph · cs.LG

Diversity-Aware Ensemble of Quantum-Classical Models via Combinatorial Fusion

说明基于组合融合的量子-经典模型多样性感知集成

简介本文研究变分量子电路的结构多样性能否通过模型融合得到更强的预测。作者用组合融合分析(CFA)方法,对29个结构各异的经典模型和量子电路进行多样性感知的筛选与组合。在四个二分类基准数据集上,基于CFA的量子-经典混合融合在每个数据集上都优于最佳单一模型,准确率最多提升6.03%。

Jingyan Xu, Yuanhong Wu, Samuel Yen-Chi Chen 等

arXiv cond-mat.stat-mech · quant-ph

Replica Transition at Measurement-Altered Ising Criticality

说明测量改变伊辛临界点的复本转变

简介该论文研究对门控伊辛临界链进行测量后,所得的后测量态系综。作者发现,在对应物理Born平均的复本极限Q→1处,复本化的后测量态系综本身会发生相变,使标准复本方法失效。通过边界共形场论方法,论文解释了该转变机制,并解析计算了测量记录香农熵中的普适O(1)常数,此前该常数只有数值结果。

Kabir Khanna, Sara Murciano, Romain Vasseur

arXiv quant-ph · cond-mat.stat-mech

Locality-Preparation Time Tradeoffs in Dissipative Quantum Systems

说明耗散量子系统中局域性与制备时间的权衡:论文讨论耗散所需空间范围如何约束量子多体态的制备时间,并以 Kitaev 链为例比较临界与有能隙区域。

简介论文研究通过开放系统的稳态来制备量子多体态时,耗散的空间局域性如何约束制备时间。作者针对二次费米子系统建立了精确的局域性与制备时间关系,并给出在保持目标态的同时优化耗散动力学局域性的构造方法。将该框架应用于 Kitaev 链后,结果显示临界区与有能隙区的权衡明显不同:临界点处抑制跃迁算符的代数尾部会使制备时间随系统尺寸代数增长;平庸相与拓扑有能隙相则允许指数局域化的耗散,且热力学极限下制备时间有限。

Philipp Westhoff, Sara Murciano, Mattia Moroder

arXiv quant-ph · math.QA

Dynamical Lie Algebras for Fixed-Gate Quantum Ansätze

说明固定门量子拟设中的动力学李代数

简介本文关注参数化量子电路,这是含噪声中等规模量子(NISQ)时代变分量子算法的核心框架,可用于量子模拟、组合优化和量子机器学习。作者提出一种新方法,用于计算同时包含参数化门与非参数化纠缠门的量子电路所对应的动力学李代数。其目的是把近期的代数结果推广到实际用于量子机器学习的电路架构中。

Orlane Zang, Daniel Juteau, Tony Quertier 等